10 kV充氣式開關柜故障處理及安全防控對策

李飛龍

（國網湖南省電力有限公司邵陽供電分公司，湖南 邵陽 422000）

0 引 言

10 kV配電系統中，充氣式開關柜是最為常見的一種設備，具有體積小、結構緊湊、可靠性高等優點，在配電系統中被廣泛應用。10 kV配電系統主要由戶外開關柜和戶內開關柜組成，戶外開關柜外的金屬外殼采用的是鋼結構，具有較高的機械強度和電氣強度，而戶內開關柜則一般采用絕緣材料制成，具有較低的機械強度和電氣強度。10 kV充氣式開關柜在實際運行中有很多問題無法得到解決，相關電力工作單位需要對10 kV充氣式開關柜出現的故障進行分析，并提出相應的處理措施，從而有效解決10 kV充氣式開關柜故障，提高供電可靠性。

1 10 kV充氣式開關柜常見的故障問題分析

1.1 絕緣損壞

在10 kV配電系統中，開關柜的絕緣性能是影響其運行穩定性的一個重要因素，如果開關柜的絕緣性能不佳，則會造成開關柜內絕緣元件的損壞，從而引發故障。10 kV配電系統中主要采用的絕緣材料包括：金屬材質，如鋼、銅等；非金屬材料，如玻璃、塑料等；有機絕緣材料，如聚乙烯、聚丙烯等。由于金屬材質具有較高的導熱性和導電性，因此比非金屬材質更容易受到溫度的影響。在實際運行過程中，絕緣性能較差的開關柜很容易發生絕緣損壞的故障[1]。

1.2 溫升超標

溫升超標是10 kV開關柜運行過程中的一種常見故障，這種故障產生的主要原因是開關柜內的溫升過高。如果溫升過高的情況長時間得不到改善，則會導致開關柜的絕緣材料出現老化現象，嚴重時還會造成開關柜爆炸等嚴重事故。溫升超標一般是由于以下幾種情況造成：（1）電纜頭接頭發熱；（2）電纜頭連接點接觸不良；（3）斷路器觸頭接觸不良；（4）斷路器觸頭氧化或燒損；（5）母線接頭發熱；（6）電纜接頭、母線、斷路器觸頭等發熱。

1.3 機械傳動故障

由于10 kV充氣式開關柜一般都安裝在配電室內，而配電室內的空間非常狹小，且開關柜內部的機械傳動部分通常都會與地面接觸，因此容易對機械傳動部分造成損傷。同時，由于一些雜物會對開關柜內部的機械傳動部分造成嚴重的損壞，因此在開關柜運行過程中必須要加強對配電室內部環境的保護。

1.4 短路接地故障

在10 kV配電系統中，短路接地故障是一種常見的故障，這種故障主要發生在開關柜內的高壓斷路器和低壓斷路器。由于短路接地故障通常不會對開關柜內的設備造成損壞，因此容易被忽視。在10 kV配電系統中，短路接地故障一般分為以下幾種。一是電氣接地故障，主要表現為母線或二次回路出現嚴重的發熱現象，有時還會出現局部放電現象。二是絕緣電阻降低故障，這類故障一般會引起絕緣電阻降低，當絕緣電阻降低到一定程度時，會導致斷路器不能正常分閘，如果這種現象長期持續下去就會導致斷路器發生誤操作事故。三是直流接地故障。當開關柜內的高壓斷路器出現短路接地故障時，就會對開關柜的絕緣材料造成損壞，嚴重時甚至會引起開關柜內高壓斷路器爆炸事故。此外，如果10 kV配電系統中出現了相間短路現象，則會導致斷路器內部的分、合閘回路出現短路現象，從而導致開關柜內部出現嚴重的放電現象[2]。

2 10 kV充氣式開關柜的故障處理方法

2.1 絕緣損壞問題的處理方法

當10 kV充氣式開關柜發生絕緣損壞的問題時，只能通過更換新的高壓氣體絕緣組件來解決問題，但是10 kV充氣式開關柜中高壓氣體絕緣組件的價格比較昂貴，而且還需要一定的操作技能，因此實際操作過程中很難保證設備運行安全。此外，由于高壓氣體絕緣組件是由多個部件組成的，如果某個部件出現損壞，則將會導致整個設備無法正常運行[3]。因此，在10 kV充氣式開關柜發生絕緣損壞問題時，必須對設備進行全面檢查，以確定其損壞部位，并進行相應的處理。通常情況下，當10 kV充氣式開關柜發生絕緣損壞問題時，應該對設備進行全面的檢查，通過對開關柜的結構進行分析，如果發現設備內部存在異常現象，則確定高壓氣體絕緣組件有問題，然后再對高壓氣體絕緣組件進行檢查，發現有損壞的部件后，應及時更換新的高壓氣體絕緣組件。此外，在10 kV充氣式開關柜發生絕緣損壞問題時，可以采用局部放電測量法對其進行檢測，通過對10 kV充氣式開關柜的絕緣性能測試，可以有效降低10 kV開關柜故障發生的概率。

2.2 溫度過高故障診斷和處理

10 kV充氣式開關柜溫度過高的主要原因是斷路器內部出現問題，造成斷路器溫度過高。在10 kV充氣式開關柜的結構中，斷路器是主要的散熱裝置，當開關柜的溫度過高時，可以通過斷路器散熱來解決。為了有效解決10 kV充氣式開關柜溫度過高的問題，可以采取以下措施。第一，檢查斷路器的接線情況。10 kV充氣式開關柜出現溫度過高問題時，需要檢查斷路器的接線情況，防止出現接線錯誤問題，避免因為接線錯誤而造成開關柜溫度過高。第二，加強對開關柜內電器設備的維護。10 kV充氣式開關柜運行時間較長后，電器設備會出現老化問題影響其正常工作，因此要加強對開關柜內電器設備的維護工作，減少因電器設備老化而導致的開關柜溫度過高問題。第三，改變開關柜內的空氣濕度。在實際運行中，可以通過改變空氣濕度來解決10 kV充氣式開關柜溫度過高問題。第四，采用新型材料。10 kV充氣式開關柜溫度過高問題較難解決，對此可以采用新型材料來調整開關柜內的溫度。新型材料具有較強的散熱性能，能夠有效降低開關柜內的溫度，從而避免10 kV充氣式開關柜內溫度過高。

2.3 機械傳動故障處理

機械傳動故障是指在10 kV充氣式開關柜運行中出現的各種傳動裝置不能正常運行的問題，進行處理時需要從以下幾個方面入手。第一，檢查機械傳動裝置是否能夠正常運行，通常情況下可以通過觀察機械傳動裝置的傳動是否順暢來進行判斷。如果傳動過程中出現卡澀等情況，則說明傳動裝置出現了故障，需要更換相應的部件；如果出現不順暢的情況，則說明傳動裝置的機械部分出現了損壞。第二，檢查機械傳動裝置的使用情況。首先要檢查機械傳動裝置的外觀是否存在磨損和裂紋等現象，如果有磨損或者裂紋，則需要及時更換部件；其次要對機械傳動裝置的軸承進行檢查，如果軸承出現損壞或者嚴重磨損的情況，則需要及時更換新的軸承；最后要檢查機械傳動裝置內部的軸承是否能夠正常運行[4]。第三，在對機械傳動裝置進行檢查時，還要檢查機械傳動裝置上的限位開關是否能夠正常工作。如果限位開關出現故障，則需要及時更換新的限位開關；檢查限位開關是否能夠正常動作；檢查機械傳動裝置是否能夠正常運行；還要全面檢修10 kV充氣式開關柜。例如，當10 kV充氣式開關柜在運行中出現了無法正常操作、無法正常分合閘等故障時，需要對相關部件進行檢修，并及時更換新部件，如果不能更換新部件，則需要更換10 kV充氣式開關柜。

2.4 短路接地故障問題處理

短路接地故障是指10 kV開關柜內部出現的一種不正常狀態，會使電力系統發生不穩定現象，同時也會對其他設備造成一定的影響。短路接地故障產生的原因有很多，但是最主要的原因是材料的絕緣效果下降。在10 kV開關柜運行過程中，絕緣水平下降會造成開關柜內部發生不正常的放電現象，并且絕緣水平下降到一定程度時會產生電弧現象，從而導致開關柜內部出現嚴重的故障。因此，在10 kV開關柜運行過程中必須保證其絕緣水平。

實際運行中，如果10 kV開關柜發生短路接地故障，則會導致其內部絕緣水平下降，因此當發生短路接地故障時要對其進行處理。首先，要檢查故障開關柜，確定故障點并進行處理，如果發生了接地短路故障問題，則需要對接地開關和斷路器進行檢修；如果是斷路器造成的短路故障，則需要更換斷路器或對其進行檢修，在更換斷路器時要保證其質量良好、性能穩定。其次，要檢查開關柜內部，確定內部是否存在問題，如果存在問題則需要更換或檢修開關柜內部的絕緣材料。最后，在更換絕緣材料時需要注意選擇與原絕緣材料相同的材料，并且在更換時要保證絕緣性能良好，如果沒有上述條件，則需要采用其他方法來提高開關柜的絕緣水平。

2.5 防止高壓氣體泄漏的方法

由于10 kV充氣式開關柜在運行中經常會出現高壓氣體泄漏的問題。實際工作中，要采取有效的措施防止高壓氣體泄漏。首先，在10 kV開關柜中設置泄壓閥。因為10 kV開關柜的使用時間比較長，而且絕緣水平也比較高，所以存在泄漏現象。泄壓閥能有效阻止高壓氣體的泄漏，保證設備運行的安全。其次，在10 kV開關柜中采用補償式真空斷路器。為了減少10 kV開關柜的漏率，可以采用補償式真空斷路器來代替原有的真空斷路器，因為補償式真空斷路器的氣室與主母線之間并沒有明顯的間隙，而且補償式真空斷路器可以進行現場操作，通過這種方式能夠有效解決高壓氣體泄漏問題，保證10 kV開關柜的安全運行。最后，加強對10 kV開關柜運行狀況的檢查。實際運行過程中，10 kV開關柜經常會出現各種問題，為了確保10 kV開關柜能夠安全運行，必須加強檢查與維護。

3 10 kV充氣式開關柜的安全防控策略

3.1 做好日常巡查工作

要想保證10 kV開關柜的安全運行，日常的巡視工作必不可少。在巡視時首先要注意開關柜運行中是否有異常聲音，若有異常聲音，則需要仔細查看開關柜的運行狀態是否正常；若有異常情況，則需及時采取措施。另外，還需注意開關柜外部是否存在異常現象，如果有異常，則要立即停止運行并及時采取措施。此外，在巡視時還要注意以下幾點：一是各接地刀是否存在松動或脫落現象；二是絕緣子是否存在損傷或出現破損現象；三是接地刀閘和隔離開關是否存在過熱或發出異常聲音。

3.2 倒閘操作時注意觀察設備狀態

首先，當操作人員對10 kV開關柜進行倒閘操作時，需要將10 kV開關柜的斷路器拉至合閘位置，并按下10 kV斷路器的分閘操作按鈕，這一過程中要確保開關柜處于合閘狀態。其次，當操作人員在對10 kV開關柜進行合閘操作時，需要對開關柜的電壓、電流等參數進行觀察，如果發現開關柜運行中出現異常情況，則應立即停止操作。再次，當操作人員對10 kV開關柜進行倒閘操作時，要將斷路器和隔離開關的合閘口拉開，并檢查隔離開關的機械閉鎖是否正確。最后，在進行10 kV開關柜分閘和合閘時，還應對其周圍環境進行檢查。如果發現有異常情況存在，則應立即停止分合閘操作[5]。

3.3 加強人員的安全工作意識

要想加強10 kV開關柜的安全防控工作，必須加強人員的安全意識，讓他們樹立起正確的安全生產意識，對10 kV開關柜進行定期的巡視檢查。10 kV開關柜是一種設備，在運行過程中因為受到環境等因素影響，也會出現一些問題，這就需要工作人員加強日常巡視檢查，發現問題并及時解決。對于工作中容易出現的一些安全問題，要采取有效的預防措施，制定出相應的操作流程，明確各個操作步驟以及注意事項，并且要對工作人員進行安全教育，使他們能夠熟練掌握工作技能以及操作流程，以便在實際操作過程中能夠迅速應對各種突發狀況。

4 結 論

隨著經濟社會的快速發展，電網建設也在不斷加強，越來越多的用戶對供電可靠性的要求越來越高。電力系統的安全穩定運行直接關系到國民經濟的發展和社會穩定，而電力系統中起著樞紐作用的10 kV開關柜是電力系統中不可或缺的重要設備之一，因此做好10 kV開關柜的安全防控工作就顯得尤為重要。